環(huán)境化學致癌物快速篩檢
[拼音]:huanjing huaxue zhi’aiwu kuaisu shaijian
[外文]:rapid screening test for environmental chemical carcinogens
對環(huán)境污染物是否具有致癌或促癌作用快速作出初步判斷的試驗方法。長期以來,環(huán)境污染物的致癌試驗是通過動物進行的。采用這種方法雖然結果精確可靠,但需時過長,費用較高,不能適應大量環(huán)境污染物致癌試驗的需要。因此,近年來建立了一些短期快速試驗方法。常用的有致突變試驗法、哺乳動物細胞體外轉化試驗法和脫氧核糖核酸(DNA)修復試驗法等。這些方法對篩檢具有致癌作用的各種環(huán)境污染物都有一定價值。
致突變試驗
通過這種試驗可以檢測環(huán)境污染物致癌作用的理論根據(jù)是:體細胞突變是癌腫形成的基礎。突變和癌變可能是一個過程的兩個階段。致癌物先與 DNA發(fā)生反應,造成細胞遺傳信息異常(突變),然后引起細胞癌變,形成癌腫。試驗結果表明,并非所有致突變物都有致癌作用,也不是所有致癌物都能致突變,但已知致癌物絕大部分都有致突變作用。B.N.艾姆斯等研究成功的鼠傷寒沙門氏菌-哺乳動物肝微粒體酶致突變試驗法,目前應用較為廣泛。艾姆斯曾利用這種方法對175種已知致癌物進行試驗,證明157種(約90%)具有致突變作用,而108種非致癌物中,僅有14種(約13%)致突變試驗呈陽性。此外,姊妹染色單體互換分析法也可用于致癌物篩檢。上述兩種方法均較靈敏,而且設備簡單,操作方便,時間短,費用低,適用于環(huán)境污染物的快速篩檢。
哺乳動物細胞體外轉化試驗
使受試物在體外培養(yǎng)條件下,與哺乳動物的細胞株接觸,如受試物具有致癌作用,會使正常細胞在形態(tài)和功能等方面發(fā)生一系列變化,即發(fā)生細胞轉化。轉化細胞的群落形態(tài)與正常細胞完全不同,它的特點是:對植物血凝素反應異常,失去接觸抑制,糖酵解方式改變,形成新的特異抗原,在半固體瓊脂上能夠生長等。轉化細胞并非癌細胞,但它們有許多相似之處。轉化細胞可以看作癌細胞的模型。這種方法具有費用省、實驗周期短、條件能精確控制和可以作為定量試驗等優(yōu)點,用于快速篩檢致癌物較為合適,特別是與艾姆斯試驗配套使用,可檢出99%的已知致癌物,效果較好。
DNA損害修復試驗
致癌物極易與DNA鏈上的堿基對結合,破壞 DNA的正常結構和功能,并在此基礎上形成癌腫。機體具有使DNA重新修復合成的功能時,可使DNA恢復原有的狀態(tài)(見環(huán)境污染與DNA修復)。機體接觸致癌物后,DNA修復合成功能將顯著增強。因此,根據(jù)增強的程度,可確定受試物是否具有致癌作用。檢測DNA損傷修復合成的方法很多,適于快速篩檢的方法是使哺乳動物細胞接觸受試物,并給予DNA合成所必需的前體物。這種細胞如不處于DNA的合成期,在正常情況下并無前體物參入。但如DNA受損,則將發(fā)生修復合成并出現(xiàn)前體物異常參入。發(fā)生這種情況反映出DNA受損,從而間接證實受試物具有致癌作用。參入的前體物是放射性標記化合物(例如氚胸腺嘧啶核苷,3HTdR),易于檢出。氚胸腺嘧啶核苷的異常參入表明 DNA受損。這種方法可用人或動物的細胞進行試驗,需用的細胞量少,并可在單個細胞核內(nèi),直接觀察到 DNA修復,實驗時間短,費用也較低。但此法只能對DNA損傷作出粗略估計,不能對DNA損傷進行定位。
大多數(shù)快速篩檢法都是從某一角度檢測受試物的致癌作用,因而試驗結果都有一定的局限性。近年來各國都傾向于同時采用幾種方法,綜合評定結果。例如艾姆斯試驗法、姊妹染色單體互換分析法、體外細胞轉化試驗法和小鼠細胞基因突變檢驗法等可同時采用。
致癌物的快速篩檢法大都屬于間接觀察致癌作用的方法,其結果僅具有一定程度的參考價值。只有在一種哺乳動物體內(nèi)引起可見的癌腫,才能直接確認為致癌物。此外,動物實驗的結果,還要通過人群流行病學調(diào)查才能確定對人類是否具有致癌作用。因此,致癌物快速篩檢法,只能用作致癌物的初步篩檢,而不能代替動物致癌試驗。
- 參考書目
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- WHO,Principles and Methods for Evaluating the Toxicity of Chemical,Part 1,Geneva,1978.
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